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L’histoire de l’ozone révélée par des spores fossiles

ActualitéClassé sous :climatologie , Barry Lomax , composés phénoliques

Les variations de l'ozone atmosphérique ont joué un rôle essentiel dans l'évolution, mais celles-ci restaient peu connues au-delà d'un siècle. Cette lacune se comble progressivement, grâce à une mousse primitive.

Lycopodium clavatum (planche ancienne). Flora von Deutschland, Österreich und der Schweiz, 1885, Gera, Allemand

L'effondrement du taux d'ozone dans la haute atmosphère provoqué par de violentes éruptions volcaniques et l'accroissement du rayonnement UV (ultra-violet) qui en résulte pourrait expliquer des extinctions massives telles celle du Permien, observée voici 250 millions d'années. Mais jusqu'ici, les scientifiques ne disposaient que de mesures effectuées par satellite depuis la fin des années 1970, et de données éparses obtenues par des spectrophotomètres au sol remontant aux années 1920.

Pour retracer l'historique ces variations anciennes, Barry Lomax, chercheur à l'université de Nottingham (Royaume-Uni), a mis au point une nouvelle méthode s'appuyant sur la mesure des composés phénoliques, servant à la protection contre les UV, inclus dans la paroi des spores de certaines plantes.

Dans un document publié par Nature Geosciences, il montre comment il a utilisé les spores émises par un lycopode, une famille de plantes ressemblant aux mousses, en l'occurrence le Lycopodium clavatum. Afin de se protéger du rayonnement UVB, ces spores établissent une barrière de protection au moyen de ces composés, dont la concentration varie en fonction de l'intensité.

Le passé par les mousses

En analysant cette concentration dans les spores trouvées dans les herbiers, il est ainsi tout à fait possible de retracer avec précision les variations d'intensité du rayonnement UV. L'étude s'est basée sur la concentration des composés phénoliques observés dans des lycopodes provenant des régions équatoriales, ainsi que des hautes latitudes. Alors qu'à ce dernier niveau cette concentration est corrélée avec les variations connues du taux d'UVB, aucun changement n'apparaît en région équatoriale, moins dépendantes.

En analysant les spores du Groenland, Lomax a reconstitué les niveaux historiques atteints par l'ozone au cours de la période 1907 - 1993, et démontré une forte corrélation avec les mesures directes effectuées sur le terrain.

La présence de ces composés phénoliques protecteurs dans les spores fossiles offre aussi la possibilité de retracer l'évolution du rayonnement UV au cours des temps géologiques. Selon Lomax, il est ainsi possible de remonter au Tertiaire, il y a environ 55 millions d'années, sachant que ces traces sont parfaitement conservées pour autant qu'elles n'aient pas été soumises à une température de plus de 200°C.

« Il serait extrêmement intéressant de reconstruire l'histoire du climat UV dans le passé, et ainsi de savoir comment la couche d'ozone atmosphérique s'est développée », commente Geir Graathen, un chimiste spécialisé dans l'étude de l'atmosphère au World Meteorological Organization de Genève (Suisse).

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